四川纳溪杉木成熟林土壤养分密度效应及化学计量学研究

摘要

本文以四川纳溪30年生杉木（Cunninghamia lanceolata）密度试验林为研究对象，通过对不同密度(5种密度分别为2m×3m(A)、2m×1.5m(B)、2m×1m(C)、1m×1.5m(D)和1m×1m(E)（即A为1667株/公顷;B为3333株/公顷;C为5000株/公顷;D为6667株/公顷;E为10000株/公顷）和不同土层(5个土层:0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm)杉木人工林土壤各养分元素特征规律及其化学计量学特征，并探讨土壤养分元素含量对林地立地指数的指示性，得到如下4点主要结论: (1)初植密度对杉木人工成熟林土壤养分具有明显影响，其中，有机质与有机碳在表土层0-20cm、水解氮、全钙含量随密度增大总体上呈先上升后下降变化趋势，在B密度（2m×1.5m，3333株·hm-2）时含量最大;全磷、全钾、速效钾含量随密度增大则呈先下降后上升趋势，在B密度含量最低，且全磷、全钾含量在E密度最高;全镁含量、pH总体随密度的升高而上升;有机质与有机碳在20cm以下土层以及全氮含量受密度影响不明显;表明B密度有利于表层土壤有机质及有机碳累积，有利于土壤不同层面水解氮与全钙的累积，而高密度E密度有利于全磷、全钾、全镁的累积及pH值的上升。养分元素含量的密度效应总体上随土层的增加而减弱。 (2)全氮、水解氮、全磷、有机质、有机碳含量总体上随土层的加深呈极显著下降趋势;全钾、速效钾、全钙、全铁、全镁含量受土层变化的影响不明显;土壤pH值随土层的加深呈明显上升趋势;土层深度对养分元素含量及PH值的作用效果在土壤深度达60cm以后明显减弱。 (3)5种密度杉木人工林土壤C∶N平均值为19.44，高于我国平均值11.9;N∶P和C∶P平均值为2.89和43.07，低于我国平均值5.2和61;C∶N∶P为43∶3∶1，低于我国平均值60∶5∶1;初植密度对土壤C∶N、N∶P、C∶P比值，尤其是在表层土壤，均具明显影响，且随密度的增大各比值呈先上升后下降的规律，均在B密度最高;N∶P和C∶P随土壤深度的增加呈近乎直线下降趋势，而随土层加深C∶N呈先下降后上升的变化趋势。 (4)有效磷、全镁含量对杉木林地生产力具有良好的指示性，表现为土壤有效磷含量越高、全镁含量越低，林地立地质量越高;0-100cm土层的土壤有效磷含量或0-20cm土层的土壤全镁含量可作为试验区杉木人工林立地质量评价指示性指标。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1引言

1．2森林土壤养分研究进展

1．3生态化学计量学研究进展

1．4研究目的和意义

1．5试验设计

1．5．1研究区概况

1．5．2试验设计

1．5．3土壤样品采集与处理

1．5．4立地指数的计算

1．5．5数据处理

1．6技术路线

第二章杉木人工林土壤养分的密度及土层效应

2．1氮、磷、钾

2．1．1土壤全氮含量的密度及土层变化

2．1．2土壤水解氮含量的密度及土层变化

2．1．3土壤全磷含量的密度及土层变化

2．1．4土壤有效磷含量的密度及土层变化

2．1．5土壤全钾含量的密度及土层变化

2．1．6土壤速效钾含量的密度及土层变化

2．2钙、铁、镁

2．2．1土壤全钙含量的密度及土层变化

2．2．2土壤全铁含量的密度及土层变化

2．2．3土壤全镁含量的密度及土层变化

2．3有机质、有机碳

2．3．1土壤有机质含量的密度及土层变化

2．3．2土壤有机碳含量的密度及土层变化

2．4土壤pH值的密度及土层变化

2．5结论与讨论

2．5．1土壤有机碳、氮、磷、钾对土层和密度的响应

2．5．2土壤全钙、全铁、全镁对土层和密度的响应

2．6小结

第三章杉木人工林土壤化学计量研究

43．1土壤C：N

3．2土壤N：P

3．3土壤C：P

3．4土壤碳、氮、磷含量及其化学计量比之间的相关关系

3．5结论与讨论

3．5．1土壤C：N、N：P和C：P对土层的响应

3．5．2土壤C：N、N：P和C：P对密度的响应

3．6小结

第四章基于土壤养分的杉木人工林立地生产力评价

4．1杉木林地土壤养分元素之间的相关分析

4．2杉木林地土壤养分与立地指数的回归关系

4．3结论与讨论

4．4小结

第五章结论与讨论

5．1结论

5．1．1杉木人工林土壤养分的密度及土层效应

5．1．2杉木人工林土壤化学计量研究

5．1．3基于土壤养分的杉木人工林立地生产力评价

5．2展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢